2.2 Návrh zabezpečující náležitou pevnost

2.2.1 Tlakové zařízení musí být navrženo pro zatížení, které odpovídá jeho určenému použití a dalším rozumně předvídatelným provozním podmínkám. Zejména je nutno
vzít v úvahu následující činitele:
Je nutné brát v úvahu různá zatížení, která mohou působit zároveň, se zřetelem k pravděpodobnosti jejich současného výskytu.

a) vnitřní a vnější tlak,

b) teplotu okolí a pracovní teplotu,

c) statický tlak a hmotnost obsahu za provozních a zkušebních podmínek,

d) zatížení dopravou, větrem, zemětřesením,

e) reakční síly a momenty vyvozované zejména podporami, upevněním a potrubím,

f) korozi, erozi a únavu a

g) rozklad nestabilních tekutin.

2.2.2 Návrh zabezpečující náležitou pevnost musí být založen na jedné z těchto metod:

a) na výpočtové metodě stanovené v bodě 2.2.3, v případě potřeby doplněné o experimentální metodu navrhování stanovenou v bodě 2.2.4, nebo

b) na experimentální metodě navrhování bez výpočtu pevnosti stanovenou v bodě 2.2.4, je-li součin PS∙V menší než 6 000 bar∙L
nebo je-li součin PS∙DN menší než 3 000 bar.

2.2.3 Výpočtová metoda

a) Odolnost vůči vnitřnímu tlaku a další hlediska zatížení
Dovolené namáhání u tlakových zařízení musí být omezeno s ohledem na druhy poruch, jejichž výskyt za provozních podmínek je možné rozumně předvídat. Proto je nutné použít takové součinitele bezpečnosti, které umožňují zcela vyloučit jakékoli nejistoty vyplývající z výroby, skutečných provozních podmínek, namáhání, výpočtových modelů, jakož i vlastností a chování materiálu.
Tyto výpočtové metody musí poskytovat dostatečnou míru bezpečnosti odpovídající v příslušných případech požadavkům stanoveným v bodě 7.
Výše uvedené požadavky lze splnit použitím některé z následujících metod podle vhodnosti, případně jako doplňku k jiné metodě nebo v kombinaci s ní
1) návrh na základě vzorců,
2) návrh na základě analýzy, nebo
3) návrh na základě lomové mechaniky.

b) Pevnost
K zajištění pevnosti příslušného tlakového zařízení musí být použity vhodné konstrukční výpočty, zejména
1) výpočtový tlak nesmí být menší než nejvyšší dovolený tlak a musí brát v úvahu vliv hydrostatického a dynamického tlaku tekutiny a rozklad nestabilních tekutin. Je-li nádoba rozdělena na jednotlivé tlakové prostory, musí být přepážky mezi nimi navrženy s ohledem na nejvyšší možný tlak v určitém tlakovém prostoru v poměru k nejnižšímu možnému tlaku v sousedním tlakovém prostoru,
2) výpočtová teplota musí poskytovat vhodnou míru bezpečnosti,
3) návrh musí brát vhodným způsobem v úvahu všechny možné kombinace teploty a tlaku, které by se mohly vyskytnout za rozumně předvídatelných provozních podmínek zařízení,
4) maximální hodnoty namáhání a koncentrace napětí musí být udrženy v bezpečných mezích,
5) při výpočtu odolnosti vůči vnitřnímu tlaku musí být použity hodnoty, které odpovídají vlastnostem materiálu podle doložených údajů, s přihlédnutím k ustanovením stanoveným v bodě 4 a k příslušným součinitelům bezpečnosti. K materiálovým vlastnostem, které je v příslušných případech třeba brát v úvahu, patří
6) mez kluzu, případně smluvní mez kluzu při 0,2 %, resp. 1,0 %, při výpočtové teplotě,
7) pevnost v tahu,
8) časově závislá pevnost, to znamená pevnost při tečení,
9) únavové hodnoty,
10) Youngův modul (modul pružnosti),
11) vhodný rozsah plastické deformace,
12) hodnota tažnosti,
13) lomová houževnatost,
14) v případě svarových spojů je nutné aplikovat na materiálové vlastnosti vhodné součinitele hodnoty spoje, závislé například na druhu nedestruktivních zkoušek, na druhu spojovaných materiálů a na předpokládaných provozních podmínkách,
15) návrh musí brát přiměřeným způsobem v úvahu všechny rozumně předvídatelné degradační mechanismy, například korozi, tečení nebo únavu, odpovídající určenému použití zařízení. V návodu podle bodu 3.4 je třeba upozornit na zvláštní hlediska návrhu, která mají význam pro životnost zařízení, jako je například
i) v případě tečení: projektový počet hodin provozu při stanovené teplotě,
ii) v případě únavy: projektový počet cyklů při stanovené úrovni namáhání a
iii) v případě koroze: konstrukční přídavek na korozi.

c) Hlediska stability
Neumožňuje-li vypočtená tloušťka zajistit dostatečnou stabilitu konstrukce, je nutné učinit nezbytná nápravná opatření, kterými se zohlední rizika spojená s přepravou a manipulací.

2.2.4 Experimentální metoda navrhování
Správnost návrhu zařízení jako celku nebo jeho částí může být ověřena vhodným programem zkoušek uskutečněným na reprezentativním vzorku zařízení nebo kategorie zařízení.
Program zkoušek musí být ještě před zahájením zkoušek jasně definován a schválen oznámeným subjektem odpovědným za modul posuzování shody návrhu, pokud takový existuje.
V programu musí být definovány zkušební podmínky a kritéria přijetí nebo odmítnutí. Před zkoušením musí být změřeny skutečné hodnoty základních rozměrů a vlastností materiálů, z nichž se zkoušené zařízení skládá.
Tam, kde to připadá v úvahu, musí být možnost sledovat během zkoušek kritické části tlakového zařízení pomocí vhodných přístrojů schopných zaznamenávat s dostatečnou přesností deformace a napětí.
Program zkoušek musí zahrnovat

a) tlakovou zkoušku, jejímž účelem je zkontrolovat, zda při tlaku s mírou bezpečnosti definovanou ve vztahu k nejvyššímu dovolenému tlaku zařízení nevykazuje významné netěsnosti nebo deformace, které překračují stanovenou mez.
Zkušební tlak musí být stanoven na základě rozdílů mezi hodnotami geometrických a materiálových vlastností měřených za zkušebních podmínek a hodnotami použitými v návrhu zařízení; rovněž je nutno brát v úvahu rozdíly mezi zkušební a výpočtovou teplotou.

b) pokud existuje riziko tečení nebo únavy, vhodné zkoušky vycházející z provozních podmínek předepsaných pro zařízení, jako je například doba provozu při předepsané teplotě, počet cyklů při předepsaných úrovních napětí a

c) v případě potřeby doplňkové zkoušky pro další činitele stanovené v bodě 2.2.1., jako jsou koroze nebo vnější škodlivé účinky.